短鏈脂肪酸是指碳原子數為1~6的有機脂肪酸,是結腸內厭氧細菌代謝的主要終產物。主要包括乙酸、丙酸、丁酸,以及戊酸、異戊酸、異丁酸等。其中,乙酸、丙酸、丁酸含量最高,占短鏈脂肪酸的90%~95%,各酸的比率基本相同(乙酸:丙酸:丁酸約為60:25:15)。
維持腸道內電解質平衡:短鏈脂肪酸呈酸性,在腸道內可以降低腸道pH值,提高腸道對鈉離子和水的吸收能力,降低氯離子的分泌量,從而調節腸道內的電解質平衡。
調節腸道功能:短鏈脂肪酸能夠促進腸道屏障的完整性,增強腸道黏膜屏障的防御功能;還可以促進結腸細胞和小腸細胞的代謝、生長、分化,為腸黏膜上皮細胞及肌肉、心、腦、腎提供能量,增加腸道血液的供應量。
抗炎與免疫調節:短鏈脂肪酸具有顯著的抗炎作用,可以抑制腸道炎癥因子的釋放,減輕腸道炎癥反應;同時,它們還可以調節腸道免疫系統,促進免疫細胞的分化和增殖。
參與能量代謝:乙酸和丙酸可以進入血液循環,被肝臟等器官攝取。丙酸可以參與糖異生過程,調節血糖水平;乙酸可以影響脂肪代謝,例如通過調節脂肪酸合成酶的活性來影響脂肪的合成。丁酸是結腸上皮細胞的主要能量來源,可以通過單羧酸轉運體被結腸上皮細胞攝取,然后在線粒體中經過β-氧化產生ATP,維持腸道細胞的正常代謝和功能。
抗癌作用:大量研究發現,短鏈脂肪酸不僅對結直腸癌具有明顯的抗癌作用,在膀胱癌、乳腺癌、胃癌、肝癌、肺癌、胰腺癌和前列腺癌等多種腸道外癌癥中均具有潛在的抗癌效應。短鏈脂肪酸可以被癌細胞表面的G蛋白偶聯受體(GPCR)特異性識別,進而激活下游的信號通路,促進癌細胞的凋亡、誘導癌細胞周期阻滯,減弱癌細胞的轉移和侵襲能力。
調控基因表達:短鏈脂肪酸還可以通過抑制組蛋白去乙?;?/span>(HDAC),上調組蛋白乙?;?,產生轉錄和開放活性更高的染色質,進而促進細胞凋亡和細胞周期阻滯的特定基因的轉錄。
目前,常用的短鏈脂肪酸檢測方法主要包括毛細管氣相色譜法(GC)、高效液相色譜法(HPLC)、質譜法(MS)以及氣相色譜-質譜聯用法(GC-MS)等。這些方法可以對生物樣本(如糞便、血液)和食品樣本中的短鏈脂肪酸進行定性和定量分析。